CNC工藝 簡介ppt課件.ppt

1、CNC 加工工藝簡介,1,CNC 加工技術(shù)和加工工藝有一個整體性和概括性的了解,2,CNC 數(shù)控加工歷史和發(fā)展趨勢簡介 CNC 數(shù)控加工工藝簡介 零件的結(jié)構(gòu)工藝性 金屬去除率概念,培訓(xùn)領(lǐng)域,3,CNC 加工歷史和發(fā)展趨勢簡介,2.制造業(yè)的發(fā)展需求 產(chǎn)品日趨精密、復(fù)雜，改型頻繁，提出高性能、高精度和高自動化要求,一.產(chǎn)生背景,1傳統(tǒng)機床的不足 人工操作，勞動強度大， 難以提高生產(chǎn)效率 人為誤差，難以保證質(zhì)量 難以加工復(fù)雜形狀的零件 不利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化,4,CNC 加工歷史和發(fā)展趨勢簡介,1國外 1930年，數(shù)控專利 1948年，數(shù)控機床生產(chǎn)的萌芽 1952年，第一臺數(shù)控銑床(美國帕森斯公司和麻

2、省理工學(xué)院) 1958年，第一臺加工中心 1968年，柔性制造系統(tǒng) 1974年，采用微處理器(CNC) 1990年，采用基于工業(yè)PC的 計算機數(shù)控系統(tǒng),二產(chǎn)生與發(fā)展歷程,2國內(nèi) 1958年，第一臺數(shù)控銑床 1975年，第一臺加工中心 20世紀(jì)90年代末，華中數(shù)控自主 開發(fā)出基于PC-NC的HNC數(shù)控系統(tǒng),5,CNC 加工歷史和發(fā)展趨勢簡介,二產(chǎn)生與發(fā)展歷程,第五代：微處理器數(shù)控(1974年),第四代：小型機數(shù)控(1967年),第三代：集成電路式(1965年),第二代：晶體管分立元件式(1959年),第一代：電子管、繼電器式(1952年）,.知名數(shù)控系統(tǒng),日本FANUC,德國西門子SIEMENS

3、,日本三菱MITSUBISHI,西班牙發(fā)格(FAGOR),華中數(shù)控系統(tǒng),廣州數(shù)控系統(tǒng),國內(nèi)知名：,3數(shù)控系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展,6,CNC 加工歷史和發(fā)展趨勢簡介,三數(shù)控機床的發(fā)展趨勢,高速、高效加工 高精密、超精密加工 高可靠性 工序復(fù)合化和復(fù)合加工 智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化和集成化 并聯(lián)機床技術(shù),7,CNC 加工歷史和發(fā)展趨勢簡介,數(shù)控機床的基本概念,數(shù)控(Numerical Control，NC) 數(shù)控是采用數(shù)字化信息對機床的運動及其加工過程進(jìn)行控制的方法，即硬件數(shù)控。 計算機數(shù)控系統(tǒng) Computer Numerical Control CNC 以計算機為控制核心的數(shù)字控制系統(tǒng)，即軟件數(shù)控。,

4、8,CNC 加工歷史和發(fā)展趨勢簡介,數(shù)控機床的基本概念,數(shù)控機床（Numerical Control Machine Tools） 是采用數(shù)字控制技術(shù)對機床的加工過程進(jìn)行自動控制的一類機床。它是數(shù)控技術(shù)典型應(yīng)用的例子。 數(shù)控機床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、測量裝置和機床本體組成。,9,CNC 加工歷史和發(fā)展趨勢簡介,數(shù)控加工技術(shù)的特點,加工精度高 生產(chǎn)效率高 減輕勞動強度 改善勞動條件 有利于生產(chǎn)管理,10,CNC 加工歷史和發(fā)展趨勢簡介,生產(chǎn)效率提高,11,CNC 加工歷史和發(fā)展趨勢簡介,數(shù)控機床分類,按聯(lián)動軸數(shù)分， 2軸聯(lián)動（平面曲線） 3軸聯(lián)動（空間曲面，球頭刀） 4軸聯(lián)動（空間

5、曲面） 5軸聯(lián)動及6軸聯(lián)動（空間曲面） 。 聯(lián)動軸數(shù)越多數(shù)控系統(tǒng)的控制算法就越復(fù)雜。,12,CNC 加工工藝簡介,數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容,13,CNC 數(shù)控加工工藝簡介,數(shù)控機床之所以能夠加工一些幾何形狀復(fù)雜的零件，就是因為數(shù)控機床的坐標(biāo)軸能夠聯(lián)動，編程人員在編寫NC程序時，使用規(guī)定的NC代碼體系，只給出聯(lián)動軸的起終點坐標(biāo)及插補速度等的代碼，而完成聯(lián)動軸在起終點間的運動過程參數(shù)要由NC自動求出,數(shù)控加工工藝簡介,14,CNC 加工工藝簡介,所有工藝問題必須事先設(shè)計和安排好，并編入加工程序中。數(shù)控工藝不僅包括詳細(xì)的切削加工步驟，還包括工夾具型號、規(guī)格、切削用量和其它特殊要求的內(nèi)容，以及標(biāo)有數(shù)

6、控加工坐標(biāo)位置的工序圖等。在自動編程中更需要確定詳細(xì)的各種工藝參數(shù)。,數(shù)控加工工藝,15,CNC 數(shù)控加工工藝簡介,數(shù)控機床的功能復(fù)合化程度越來越高，因此現(xiàn)代數(shù)控加工工藝的明顯特點是工序相對集中，表現(xiàn)為工序數(shù)目少，工序內(nèi)容多，并且由于在數(shù)控機床上盡可能安排較復(fù)雜的工序，所以數(shù)控加工的工序內(nèi)容比普通機床加工的工序內(nèi)容復(fù)雜,數(shù)控加工工藝簡介,16,CNC 加工工藝簡介,自適應(yīng)性較差，加工過程中可能遇到的所有問題必須事先精心考慮，否則導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。 數(shù)控加工程序的編寫、校驗與修改是數(shù)控加工工藝的一項特殊內(nèi)容。,由于數(shù)控機床加工的零件比較復(fù)雜，因此在確定裝夾方式和夾具設(shè)計時，要特別注意刀具與夾具、工

7、件的干涉問題。,數(shù)控加工工藝簡介,17,CNC 加工工藝簡介,數(shù)控加工工藝-復(fù)合化加工,復(fù)合化加工的兩重含義：,一臺裝夾可完成多工種、多工序,企業(yè)向復(fù)合型發(fā)展，為用戶提供成套服務(wù),工序和工藝的集中,工藝的 成套,18,CNC 加工工藝簡介,數(shù)控加工工藝-控制智能化,智能CAD把工程數(shù)據(jù)庫及其管理系統(tǒng)、知識庫及其專家系統(tǒng)、擬人化用戶接口管理系統(tǒng)集于一體。,19,CNC 加工工藝簡介,數(shù)控加工工藝-計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）,20,21,CNC 加工工藝簡介,CNC 數(shù)控加工工藝簡介,選擇定位基準(zhǔn) 確定定位夾緊方法 安排加工順序 確定工序的集中和分散 一般需要提出幾個方案進(jìn)行分析比較，選取最優(yōu)

8、方案,數(shù)控加工工藝-控制擬定工藝方案,22,CNC 加工工藝簡介,數(shù)控加工工藝-定位基準(zhǔn)的選擇,基準(zhǔn)重合原則,選用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。,基準(zhǔn)統(tǒng)一原則,自為基準(zhǔn)原則,互為基準(zhǔn)原則,采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面。,選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。,工件上兩個相互位置要求很高的表面加工時，互相作為基準(zhǔn)。,23,CNC 加工工藝簡介,數(shù)控加工工藝-工裝夾具,批量加工可考慮采用簡單專用夾具,夾具的剛性與穩(wěn)定性要好,在保證加工精度和生產(chǎn)效率的前提下，優(yōu)先選用通用夾具,大批量加工可考慮采用多工位夾具和高效的氣壓、液壓等專用夾具,24,CNC 加工工藝簡介,數(shù)控加工工藝-工裝夾具六點定位,夾具用

9、合理分布的六個支承點，分別限制工件的六個自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，稱為“六點定位原理”。,25,CNC 加工工藝簡介,數(shù)控加工工藝-加工順序安排,先粗后精 當(dāng)加工零件精度要求較高時都要經(jīng)過粗加工、半精加工、精加工。如果精度要求更高，還包括光整加工幾個階段。 基準(zhǔn)面先行原則 用作精基準(zhǔn)的表面應(yīng)先加工，任何零件的加工過程總是先對定位基準(zhǔn)進(jìn)行粗加工和精加工， 先面后孔 對于箱體、支架等零件，平面尺寸輪廓較大，用平面定位比較穩(wěn)定，而孔的深度尺寸又是以平面為基準(zhǔn)，故應(yīng)先加工平面，然后加工孔。 先內(nèi)后外 即先加工內(nèi)型腔，后加工外表面。 先主后次 即先加工主要表面，然后加工次要表面。,26,CN

10、C 加工工藝簡介,數(shù)控加工工藝-工序集中和分散原則,對于單件小批？ 應(yīng)該：工序集中 對于大量大批？ 應(yīng)該：工序集中或工序分散 對于重型零件？ 應(yīng)該：工序集中 對于剛性差、精度高的零件？ 應(yīng)該：工序分散,27,CNC 加工工藝簡介,數(shù)控加工工藝-確定工藝參數(shù),確定走刀路線和工步順序 切削用量的選擇 主軸轉(zhuǎn)速與切削速度 編程 填寫加工工序卡和工藝過程卡,28,零件結(jié)構(gòu)的工藝性,零件結(jié)構(gòu)的工藝性是指這種結(jié)構(gòu)的零件加工的難易程度。 零件具有使用性和工藝性兩種性質(zhì)。 評價零件設(shè)計好壞不應(yīng)偏重使用性。 工藝性的好壞是相對的。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，原來認(rèn)為工藝性差的零件可能不再難于加工,29,零件結(jié)構(gòu)的工藝性

11、,為了使零件有較好的切削加工結(jié)構(gòu)工藝性，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)考慮以下幾點原則：,1.應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)； 2.零件的結(jié)構(gòu)要素應(yīng)盡量統(tǒng)一; 3.應(yīng)考慮到零件的方便裝夾; 4.通孔比不通孔好、外表面比內(nèi)表面好加工、 平面比臺階面好、直孔比斜孔好加工、剛性好的好加工； 5.盡可能使需精密加工的面少,使要加工的表面積少; 6.為了方便零件的加工,可以考慮零件的合理拆分和組合; 7.在滿足使用要求的基礎(chǔ)上,盡量降低零件的加工精度和表面質(zhì)量要求; 8.零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)與先進(jìn)加工方法相適應(yīng).,30,銑削的金屬去除率,參數(shù)含義 公制單位 Dc ap 切削深度下的切削直徑mm fz進(jìn)給量/齒 mm vf工作臺進(jìn)給 mm

12、/min zc有效齒數(shù) pcs Ap切削深度 mm vc切削速度 m/min Ae切削寬度 mm n主軸速度 rpm Q金屬去除率 cm3/min,vf,n,fn =,每轉(zhuǎn)進(jìn)給(mm/rev),銑削,vf = fzx n x zn,工作臺進(jìn)給(mm/min),Q =,金屬去除率Q (cm3/min),Dc ap x x n,1000,vc=,切削速度vc (m/min),vc x 1000, x Dc ap,n =,主軸速度(rpm),ap x ae x vf,1000,31,車削的金屬去除率,車削,參數(shù)含義公制單位 Dm加工后直徑mm fn進(jìn)給量mm/r Ap切削深度mm vc切削速度m/min n主軸速度rpm Q金屬去除率cm3/min,Q = vc x ap x fn,金屬去除率Q (cm3/min),Dm x x n,1000,vc=,切削速度vc (m/min),vc x 1000, x Dm,n =,主